使用一个或多个流体囊作为流体室的制动致动器的制作方法

1.制动致动器空气室目前由隔膜和配合外壳组成，以容纳空气或其他流体，从而施加或释放制动。这可能导致通过利用根据本发明的一个或多个气囊消除的泄漏路径降低功能性。


背景技术：

2.beman的美国专利2,754,805公开了一种空气制动安全装置，当制动系统中的气压下降到低于预定值时，通过该空气制动安全装置操作空气制动以产生制动作用。
3.共同转让的plantan等人的美国专利us9,765,835b2涉及一种制动致动器，其具有用于行车制动致动的可变容积室、为驻车或紧急制动致动而提供的弹簧以及流体操作的驻车或紧急制动解除致动室。plantan等人的美国专利us9,765,835b2的全部公开内容作为非必要主题通过引用并入本文。
4.其他感兴趣的文献有ike的美国专利3,431,031、woodward的美国专利3,479,927和3,509,795、rancourt等人的美国专利5,330,034、heyden等人的美国专利us7,392,887b2、mazur等人的美国专利us8,365,876b2、韩国公开20-0378631(2005年3月16日)、中国公开cn2175713y(1994年8月31日)、国际公开wo2005/037618a2(2005年4月28日)、中国公开cn205113311u(2016年3月30日)和bendix服务数据文献sd-02-4525(2017年10月)。


技术实现要素：

5.为了解决当前制动致动器空气室中存在的问题，制动致动器被配置为包括多个致动器外壳部分、能够在致动器外壳部分中的一个内轴向移位的驻车活塞和能够在致动器外壳部分中的另一个内独立于驻车活塞轴向移位的行车活塞。在所提及的另一个致动器外壳部分内的第一行车制动气囊包围行车空间，该行车空间通过流体供应和释放而膨胀和收缩。同时，在一个致动器外壳部分内的第二驻车制动气囊包围驻车解除致动空间，该驻车解除致动空间也通过流体供应和释放而膨胀和收缩。设置在驻车活塞和致动器外壳部分之间的弹性元件抵抗驻车解除致动空间的膨胀。
6.能够操作以在第二制动气囊减压时产生制动致动的推杆延伸穿过由第二制动气囊限定的中心孔。驻车活塞固定到推杆并且能够在第二制动气囊加压和减压时与推杆一起移动，并用作弹性元件的座。制动致动器杆从致动器外壳部分中的另一个突出，并且在流体供应到行车空间和流体从驻车解除致动空间释放中的其中至少一个时从另一个致动器外壳部分向外移动，并且在流体从行车空间释放和流体供应到驻车解除致动空间中的其中至少一个时向内移动进入另一个致动器外壳部分。使用至少三个致动器外壳部分，其中中心外壳部分设置在致动器外壳部分之间，驻车活塞和行车活塞能够在致动器外壳部分内轴向移位。
7.在一个优选的布置中，中心外壳部分包括突出部，该突出部适于接收与第一制动气囊和第二制动气囊中的至少一个相关联的阀杆。阀杆可以通过螺纹固定在突出部内，其
中螺纹包括阀杆上的外螺纹，并且在一种配置中，包括配合螺母上的与阀杆上的外螺纹配合的内螺纹。中心外壳部分进一步具有隔板，该隔板具有允许推杆在中心外壳部分以及致动器外壳部分内往复运动的中心开口，驻车活塞和行车活塞能够在该致动器外壳部分内轴向移位。
8.借助于本发明，一个或多个空气气囊可以用作一个或多个制动致动器流体室。仍然需要保护性外壳。至少驻车侧气囊具有“甜甜圈”形状，当施加驻车制动时允许致动器推杆移动通过。当它放气时，气囊的内径会减小，从而使致动器推杆能够平稳移动。根据本发明的布置在功能上与根据plantan等人的布置的功能相同。在驻车侧，当没有施加空气时，施加驻车制动。当空气被施加到驻车侧时，驻车制动被移除。在行车侧，当没有施加空气时，行车制动被释放。当空气被施加到行车侧时，行车制动接合。本设计也适用于行车室，并可用于替换当前的空气室，后者由隔膜和配合外壳组成，以容纳空气来施加或释放制动。这些当前的空气室可能会通过气囊消除的泄漏路径导致几种性能降低模式；例如，这些性能降低模式与中心密封泄漏、与使用夹带和压接相关联的密封问题以及装配中的未对准有关。本设计可以消除对当前产品所要求的中心密封的需要。还解决了易于组装、计时和节省生产成本的问题，特别是便于组装，因为该布置的部分只需要保护气囊免受刺穿。该组装不需要通过夹带或压接保持在一起，而是可以使用螺栓或一些其他连接装置。由于气囊到致动器接口不一定是密封的，因此客户可以按照他们认为合适的方式旋转端口角度。可以减少耐压测试，因为密封来自气囊而不是组装方法，从而提供潜在的成本节约。
附图说明
9.图1是根据本发明的制动致动器的立体图，其中部分为截面。
10.图2是图1中表示的致动器的截面图，显示了在正常车辆操作期间的行车制动应用。
11.图3是类似于图2的视图，但显示了在正常车辆操作期间的行车制动释放状态。
12.图4是类似于图2的视图，但显示了当制动流体供应系统发生故障时或当车辆不再行驶时的致动器。
13.图5是截面图，示出了用于设置在致动器的外壳部分中的阀的开口的可能位置。
14.图6是图5的vi-vi截面方向的视图，显示了图5中所示的开口包括内螺纹以与阀杆上的外螺纹配合。
15.图7是类似于图6的视图，但显示了另一种布置，其中提供单独的螺母以与阀杆上的外螺纹配合。
16.图8是类似于图3的视图，但显示了替代的致动器推杆结构。
17.图9是类似于图3的视图，但显示了围绕致动器推杆的保护性环形壁，允许推杆在驻车侧气囊保持充气的同时行进。
18.图10和11分别是类似于图2和图4的视图，但显示了一种布置，其中行车制动气囊在充气和不受约束时是非环形的，并且其中驻车侧气囊被密封到致动器推杆并通过致动器推杆限制移动。
具体实施方式
19.本发明具有许多与如上所述的plantan等人的美国专利us9,765,835b2共同的特征，但如上所述，可以消除对plantan等人的
‘
835b2布置中使用的中心密封的需要。如图1所示，本发明的制动致动器10具有行车制动致动器室12和驻车或紧急制动室14，类似于plantan等人的布置。致动器10包括限定行车制动致动器室12的第一优选铸造金属或金属合金外壳部分16和第二外壳部分18，行车制动气囊26在行车制动致动器室12中可膨胀和可收缩。致动器进一步具有第三外壳部分20，第三外壳部分20设置在第一外壳部分16的与第二外壳部分18相对的一侧，限定驻车或紧急制动解除致动器室14，驻车侧气囊28在驻车或紧急制动解除致动器室14中可膨胀和可收缩。向行车制动气囊26内部的流体供应使该气囊与行车制动复位弹簧22施加的力相反地加压，该行车制动复位弹簧22作用在由行车活塞24形成的气囊26的力或压力分配元件上。由于第二外壳部分18最靠近致动器10将连接到的车辆制动，它可以被称为“前”外壳部分，而第三外壳部分20位于离车辆制动最远的位置，因此可以被称为“后”外壳部分。第一外壳部分16因此构成“中间”外壳部分，并且在图1中，“前”是朝向图1底部的方向，而“后”是朝向图1顶部的方向。因此，气囊26在行车制动致动器室12内的膨胀和收缩导致行车活塞24和与行车活塞24相关联的制动致动器杆30的前后移动。制动致动器杆30延伸穿过第二外壳部分18中的开口40，用于行车制动操作和释放。行车活塞可以是单件或协作的多件。可以修改活塞板以适合气囊的形状。本发明可以在仅行车制动应用(无驻车室)中实施。
20.制动致动器10的操作元件包括驻车或紧急制动致动器弹簧32，其具有邻接第一致动器弹簧座的第一端，第一致动器弹簧座由围绕中心外壳部分行车开口34定位的第三外壳部分20的区段形成，或者，如果需要，通过定位在所提及的第三外壳部分20的该区段上的合适的、单独的加强环形成。驻车或紧急制动致动器弹簧32的第二端，与所提及的第一端相对，靠在由驻车活塞36的后侧限定的第二致动器弹簧座上。所提及的驻车侧气囊28接合驻车活塞36的前侧和形成第一外壳端口16的一部分的径向延伸壁或隔板38的后侧。壁或隔板38在行车制动致动器室12和驻车或紧急制动解除致动器室14之间形成物理屏障，其中壁或隔板38的相对侧限定了用于行车制动气囊26和驻车侧气囊28的相应座。驻车活塞可以是单件或协作的多件。
21.制动致动器杆30和行车活塞24可以螺纹连接在一起、焊接、一体成型或以其他方式彼此刚性结合或连接。类似地，致动器推杆42可以与驻车活塞36螺纹连接在一起、焊接、一体成型或以其他方式刚性结合或连接。通过这种布置，制动致动器杆30和行车活塞24作为单个单元相对于整个致动器10一起轴向移动，而推杆42和驻车活塞36也作为独立于制动致动器杆30和行车活塞24的单个单元相对于整个致动器10一起轴向移动，。更具体地，致动器推杆42穿过壁或隔板38中的中心开口44，使得推杆42和驻车活塞36能够作为第一单个单元一起轴向移位，而制动致动器杆30和行车活塞24能够独立于第一单个单元作为第二单个单元一起移位。中心开口44中可包括合适的摩擦轴承，以促进致动器推杆42穿过开口44。在推杆42远离其与驻车活塞36结合或连接处的一端，径向扩大部或凸缘46设置为抵靠壁或隔板38并限制由驻车活塞36和推杆42形成的第一单个单元的向后位移。在驻车活塞36的中心，轴向凹部58设置在与行车开口34对齐的突出部中，从而当驻车或紧急制动致动器弹簧26将被机械压缩并使其不起作用时，允许接收驻车弹簧锁紧螺栓或其他此类释放工具(未
显示)的t形端。
22.现在将参照图2-4描述在车辆操作期间致动器10的动作。图2和图3显示了标准驾驶情况，其中图2示出了在正常车辆操作期间的行车制动应用，图3示出了在正常车辆操作期间的行车制动释放。在标准驾驶情况下，驻车侧气囊28内的流体压力始终被维持，从而气囊28保持充气，迫使驻车活塞36远离壁或隔板38并压缩驻车或紧急制动致动器弹簧32。同时，在制动应用时，进入行车制动气囊26的空气使气囊26膨胀并迫使行车活塞24远离壁或隔板38，如图2所示，导致制动致动器杆30轴向移动并接合一个或多个行车制动(未显示)。在行车制动释放时，空气从行车制动气囊26中排出，而驻车侧气囊28中的流体压力继续被维持，从而致动器部件被行车制动复位弹簧22移动到图3所示的位置。
23.当制动流体供应系统性能下降或发生故障时，或者当车辆不再行驶时，驻车室14中的驻车侧气囊被减压。驻车侧气囊28中的压力损失允许驻车或紧急制动致动器弹簧32膨胀，从而使驻车活塞36朝向第二外壳部分18移位，即朝向致动器10的前部移位。驻车活塞36位于现在放气的驻车侧气囊28上，而该驻车侧气囊28又位于壁或隔板38上，如图4所示。由于驻车或紧急制动致动器弹簧32比行车制动复位弹簧22强，例如通过具有大于复位弹簧22的力常数的力常数，致动器推杆42通过壁或隔板38中的孔口在所提供的图示中向下移位，并且又接合行车活塞24以将包括制动致动器杆30和行车活塞24的第二单个单元在制动应用方向上推入图4所示的位置。在流体供应系统修复时或当车辆再次行驶时，再次对驻车侧气囊28加压使推杆42在相反方向上移位，压缩弹簧32，并停止驻车或紧急制动应用。如上所述，在正常车辆操作期间，驻车或紧急制动致动器弹簧32保持压缩，并且通过对行车制动气囊26的流体压力分别加压和释放来执行行车制动应用和释放。
24.图5提供的零件截面图显示了在致动器10的优选铸造金属或金属合金外壳部分16中提供的开口50的一个可能位置。开口50延伸穿过外壳部分16上的直立突出部52。如图6所示，开口50可以包括内螺纹54，以与阀杆上的外螺纹相配合(示意性地显示)，从而允许流体供应到气囊26和28之一的内部以及流体从其内部排出。虽然图5中仅显示了一个开口50，但应理解，气囊26和28中的每一个将包括阀杆，以允许流体供应到其内部和流体从其内部排出，因此外壳部分16可以包括两个(或更多个)开口50。图7显示了另一种布置，其中提供单独的螺母56以将外螺纹的阀杆(示意性地示出)固定到突出部52的外表面，在这种情况下，突出部52可以是无螺纹的。
25.因此，根据本发明的制动致动器10将被理解为包括多个致动器外壳部分16、18和20、能够在致动器外壳部分中的一个(20)内轴向移位的驻车活塞36以及能够在致动器外壳部分中的另一个(18)内独立于驻车活塞36轴向移位的行车活塞24。尽管设想了其他形状的可能气囊，但图1-4显示了在另一个致动器外壳部分18内的第一基本上环形的行车制动气囊26，该行车制动气囊26包围了由气囊26的内部形成的第一(行车)空间，其通过流体供应和释放而膨胀和收缩。同时，在一个致动器外壳部分20内的第二基本上环形的驻车制动气囊包围了由气囊28的内部形成的第二驻车空间，其通过流体供应和释放而膨胀和收缩。设置在驻车活塞36和致动器外壳部分20之间的弹性元件32抵抗由气囊28内部形成的第二空间的膨胀。
26.推杆42能够操作以在第二制动气囊28减压时产生制动致动，该推杆42延伸穿过由第二制动气囊28限定的中心孔，并且驻车活塞36固定到推杆42并在对第二制动气囊28进行
加压和减压时与推杆42一起移动，该驻车活塞36用作弹性元件32的座。制动致动器杆30从另一个致动器外壳部分18突出。制动致动器杆30在流体供应到第一(行车)空间(26的内部)和流体从第二(驻车)空间(28的内部)释放中的其中至少一个时从另一个致动器外壳部分18向外移动，并且在流体从第一(行车)空间(26的内部)释放和流体供应到第二(驻车)空间(28的内部)中的其中至少一个时向内移动进入另一个致动器外壳部分18。使用了至少三个致动器外壳部分16、18和20，其中中心外壳部分16设置在致动器外壳部分之间，驻车活塞和行车活塞能够在该致动器外壳部分内轴向移位。这种设计在不带通风口的密封室中也是可能的。
27.中心外壳部分优选地包括至少一个突出部52，该突出部52适于接收与第一制动气囊26和第二制动气囊28中的至少一个相关联的阀杆。阀杆可以通过螺纹固定在突出部52内，其中螺纹包括阀杆上的外螺纹，并且在一种配置中，包括配合螺母上的与阀杆上的外螺纹配合的内螺纹。中心外壳部分进一步具有隔板38，其具有允许推杆42在中心外壳部分16以及致动器外壳部分18和20内往复运动的中心开口44，驻车活塞24和行车活塞36能够在致动器外壳部分18和20内轴向移位。
28.图8是类似于图3的视图，但显示了替代的致动器推杆142，其具有将推杆142与驻车活塞136互连的扩大端144。扩大端144加强致动器推杆142和驻车活塞136之间的连接，并且改变驻车侧气囊128的横截面形状使得其不是精确的环形。
29.图9是类似于图3的视图，但显示了致动器推杆242被保护性环形壁244包围，该保护性环形壁244允许推杆242在驻车侧气囊228保持充气的同时行进。壁244可以在流体从气囊228排出时可折叠，如在所示的布置中，或者是刚性的，在这种情况下，壁244可以延伸穿过设置在驻车活塞236中的轴向开口(未示出)以形成第三外壳部分220的一部分。
30.图10-11分别是类似于图2和图4的视图，但显示了一种布置，其中行车制动气囊326在充气和不受约束时为球形、卵形、椭圆形、球根状或替代环形的类似构造，并且其中驻车侧气囊328被密封并连接到致动器推杆342以与致动器推杆一起移动。通过以这种方式使推杆342与驻车侧气囊328形成或连接，气囊328易于卷起和展开。如在第一实施例中描述的，应当理解，当发生制动流体供应系统故障时，或者当车辆不再行驶时，驻车侧气囊328被减压。驻车侧气囊328中的压力损失允许驻车或紧急制动致动器弹簧332如图11所示膨胀，使驻车活塞336移位，从而其座设在现已放气的驻车侧气囊328上，而驻车侧气囊328又座设在壁或隔板338上，如图11所示。由于驻车或紧急制动致动器弹簧332比行车制动复位弹簧322强，例如通过具有大于复位弹簧322的力常数的力常数，致动器推杆342通过壁或隔板338中的孔口344在所提供的图示中向下移位。当推杆342以这种方式移位时，推杆带动驻车侧气囊328并拉动驻车侧气囊328部分地穿过中心开口344，如图11所示，直到推杆342的径向扩大部或凸缘346将行车制动气囊326压靠在行车活塞324上。在流体供应系统修复或车辆再次行驶时，再次对驻车侧气囊328加压使推杆342在相反方向上移位，压缩弹簧332，并且停止驻车或紧急制动应用。再一次，在正常车辆操作期间，驻车或紧急制动致动器弹簧332保持压缩，并且通过对行车制动气囊326的流体压力分别加压和释放来执行行车制动应用和释放。
31.前述公开内容仅用于说明本发明并且不旨在进行限制。由于本领域技术人员可以想到结合本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改，因此本发明应被解释为包括在所
附权利要求及其等同物的范围内的所有内容。